一个国际研究小组报告了一个银河系磁星的射电脉冲星阶段，该磁星在 2020 年发射了一次快速射电暴；观测结果表明"暴"和"脉冲"有独特的起源，这为快速射电暴的形成理论增添了新的内容。

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中国五百米口径球面射电望远镜（FAST）

快速射电暴（FRBs）是一种长达毫秒的深空宇宙电磁辐射爆炸，在发现它的 15 年多之后，全世界的天文学家一直在对宇宙进行梳理，以发现有关其形成过程和原因的线索。

几乎所有已发现的 FRB 都源自银河系以外的深空。直到 2020 年 4 月，第一个银河系 FRB 被探测到，命名为 FRB 20200428。这个 FRB 是由一颗磁星（SGR J1935+2154）产生的，磁星是一颗致密的、城市大小的中子星，具有无比强大的磁场。

这一突破性发现让一些人相信，在银河系外宇宙学距离上发现的 FRB 也可能是由磁星产生的。然而，磁星自旋引起的自转周期，这种情况的"烟枪"至今还没有被发现。对SGR J1935+2154的新研究揭示了这一奇怪的差异。

在最近一期的《科学进展》（Science Advances）杂志上，包括UNLV天体物理学家张兵在内的一个国际科学家小组报告了在2020年4月发生FRB之后对SGR J1935+2154的持续监测，以及5个月后发现的另一种被称为射电脉冲星相的宇宙学现象。

为了帮助他们寻找答案，天文学家在一定程度上依赖于强大的射电望远镜，如中国的大型五百米口径球面射电望远镜（FAST），来跟踪 FRB 和其他深空活动。利用FAST，天文学家观测到FRB 20200428和后来的脉冲星阶段来自磁星范围内的不同区域，这暗示了不同的起源。

"FAST在13天内的16.5小时内从源头探测到了795个脉冲，"论文第一作者、中国国家天文台朱威威说。"这些脉冲显示出与从源头观测到的爆发不同的观测特性"。

磁层区域发射模式的这种二分法有助于天文学家了解 FRB 和相关现象在银河系内以及更远的宇宙学距离上是如何以及在哪里发生的。

了解射电脉冲和磁星

射电脉冲是一种宇宙电磁爆炸，与 FRB 类似，但通常发出的亮度比 FRB 低大约 10 个数量级。脉冲通常不是在磁星上观测到的，而是在被称为脉冲星的其他旋转中子星上观测到的。据论文通讯作者、内华达天体物理中心主任张说，大多数磁星在大多数时候都不会发出射电脉冲，这可能是由于它们的磁场非常强。但是，就像 SGR J1935+2154 的情况一样，它们中的一些在经历了一些爆发活动后会成为临时的射电脉冲星。

射电脉冲星和脉冲星的另一个不同之处在于它们的发射"相位"，即在每个发射周期中发射射电的时间窗口。

"与射电脉冲星中的脉冲一样，磁星脉冲也是在周期内一个狭窄的相位窗口内发射的。"这就是众所周知的"灯塔"效应，即发射光束每周期扫视视线一次，而且只在每个周期的短暂时间间隔内发射。这样人们就可以观测到脉冲射电发射。

2020年4月的FRB以及后来几个能量较低的爆发是以随机的相位发射的，不在脉冲星相位确定的脉冲窗口内。这强烈表明，脉冲和爆发源自磁星磁层内的不同位置，表明脉冲和爆发之间可能存在不同的发射机制。

对宇宙学 FRB 的影响

对银河系FRB源的如此详细的观测揭示了宇宙学距离上普遍存在的神秘FRB。

许多宇宙FRB源--那些发生在银河系之外的FRB源--已经被观测到重复出现。在某些情况下，FAST 从少数几个源中探测到了数千个重复爆发。过去曾利用这些脉冲串对秒级周期性进行过深入搜索，但至今没有发现任何周期，使人们对过去流行的重复FRB由磁星驱动的观点产生了怀疑。

天文学家们发现，爆发倾向于以随机的阶段产生，这为从重复FRB中检测不到周期性提供了一个自然的解释。由于未知的原因，爆发往往会从磁星的各个方向发射，因此无法从FRB源中确定周期。